Hoja de Datos del LED SMD 25-21/GHC-YSU/2A - Paquete 2.5x2.1mm - Voltaje 3.5V - Verde Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 25-21/GHC-YSU/2A es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren tamaño compacto, alta fiabilidad y rendimiento eficiente. Este componente pertenece a una familia de LEDs caracterizada por su huella miniaturizada y su idoneidad para procesos de montaje automatizado.

1.1 Ventajas Principales y Posicionamiento del Producto

La ventaja principal de este LED es su tamaño significativamente reducido en comparación con los componentes tradicionales de tipo "lead-frame". Esta miniaturización permite varios beneficios clave para diseñadores y fabricantes:

• Eficiencia de Espacio:Permite diseños de placas de circuito impreso (PCB) más pequeños, lo que conduce a productos finales más compactos.
• Alta Densidad de Empaquetado:Permite colocar un mayor número de componentes en un área determinada, ideal para ensamblajes electrónicos densos.
• Reducción de la Huella de Almacenamiento y Logística:El tamaño reducido del componente y el empaquetado en cinta y carrete minimizan los requisitos de espacio de almacenamiento.
• Construcción Ligera:Hace que el LED sea ideal para aplicaciones portátiles y miniaturizadas donde el peso es un factor crítico.
• Compatibilidad de Fabricación:El dispositivo se suministra en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, lo que lo hace totalmente compatible con el equipo automático de "pick-and-place" estándar utilizado en producción de alto volumen.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está dirigido a una amplia gama de mercados de electrónica comercial e industrial. Sus especificaciones lo hacen adecuado tanto para funciones de indicación como de retroiluminación. Las áreas de aplicación clave incluyen:

• Interior Automotriz:Retroiluminación para instrumentos del tablero, interruptores y paneles de control.
• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado y retroiluminación de teclados en dispositivos como teléfonos y máquinas de fax.
• Electrónica de Consumo:Retroiluminación plana para pantallas de cristal líquido (LCD), iluminación de interruptores e iluminación de símbolos.
• Indicación de Propósito General:Cualquier aplicación que requiera una luz indicadora verde brillante y fiable.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un desglose detallado de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos que definen los límites operativos y el rendimiento del LED.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites y debe evitarse en diseños fiables.

• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Exceder este voltaje en dirección inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. La corriente máxima de CC que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA. Esto solo es permisible en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz. Es útil para escenarios de multiplexación o sobreexcitación breve.
• Disipación de Potencia (P_d):95 mW. La potencia máxima que el paquete puede disipar, calculada como V_F* I_F.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-40°C a +85°C (operación), -40°C a +90°C (almacenamiento). Este amplio rango garantiza fiabilidad en entornos hostiles.
• Descarga Electroestática (ESD):Clasificación Modelo de Cuerpo Humano (HBM) de 150V. Este es un nivel de protección ESD relativamente básico; los procedimientos de manipulación adecuados son esenciales.
• Temperatura de Soldadura:Resiste soldadura por reflujo a 260°C durante 10 segundos o soldadura manual a 350°C durante 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electroópticas

Estos parámetros, medidos a una temperatura de unión estándar de 25°C y una corriente directa de 20mA, definen la salida de luz y el comportamiento eléctrico del LED.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde un mínimo de 180 mcd hasta un máximo de 715 mcd, con un valor típico implícito en el sistema de clasificación. La salida de luz tiene una tolerancia de ±11%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):60 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo, definiendo la dispersión del haz.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):518 nm (típico). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía de 520 nm a 535 nm. Esta es la percepción de color del LED por el ojo humano como una sola longitud de onda y está sujeta a una tolerancia ajustada de ±1 nm. Es el parámetro principal para la clasificación por color.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):35 nm (típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de su potencia máxima.
• Voltaje Directo (V_F):3.5 V (típico), con un máximo de 4.3 V a 20mA. Este parámetro es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 50 µA cuando se aplica un voltaje inverso de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en brillo y color en las series de producción, los LEDs se clasifican en grupos (bins). Esto permite a los diseñadores seleccionar piezas que cumplan requisitos específicos de aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se categorizan en tres grupos según su intensidad luminosa medida a I_F= 20mA:

• Grupo S:180 mcd (Mín) a 285 mcd (Máx)
• Grupo T:285 mcd (Mín) a 450 mcd (Máx)
• Grupo U:450 mcd (Mín) a 715 mcd (Máx)

El código del grupo (ej., S, T, U) se indica en la etiqueta del empaque (campo CAT).

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LEDs también se clasifican por su longitud de onda dominante para controlar la consistencia del color. Se agrupan y clasifican de la siguiente manera:

• Grupo Y:
  • Subgrupo X:520 nm a 525 nm
  • Subgrupo Y:525 nm a 530 nm
  • Subgrupo Z:530 nm a 535 nm

El código de grupo y subgrupo para longitud de onda (ej., YX, YY, YZ) se indica en la etiqueta del empaque (campo HUE).

4. Información Mecánica y de Empaquetado

4.1 Dimensiones del Paquete

El LED presenta un paquete SMD compacto de estilo "chip". Las dimensiones clave (en milímetros) incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 2.5mm de largo y 2.1mm de ancho. Los planos mecánicos detallados en la hoja de datos especifican el diseño exacto de las almohadillas, la altura del componente y las tolerancias (típicamente ±0.1mm a menos que se indique lo contrario). Un diseño correcto de las almohadillas es crítico para la fiabilidad de la soldadura y la alineación adecuada durante el reflujo.

4.2 Empaquetado y Manipulación

Los componentes se suministran en un paquete de dispositivo sensible a la humedad (MSD) para prevenir daños por humedad ambiental durante el almacenamiento y transporte.

• Cinta Portadora:Los componentes se cargan en cinta portadora de 8mm de ancho.
• Carrete:La cinta se enrolla en un carrete estándar de 7 pulgadas de diámetro, con una cantidad típica cargada de 2000 piezas por carrete.
• Bolsa de Barrera de Humedad (MBB):El carrete se sella dentro de una bolsa impermeable laminada con aluminio junto con una tarjeta indicadora de humedad y desecante.

4.3 Información de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información crítica para la trazabilidad y la aplicación correcta:

• CPN (Número de Producto del Cliente)
• P/N (Número de Producto del Fabricante: 25-21/GHC-YSU/2A)
• QTY (Cantidad de Empaque)
• CAT (Código de Grupo de Intensidad Luminosa: S, T o U)
• HUE (Código de Grupo de Cromaticidad/Longitud de Onda Dominante: ej., YX)
• REF (Rango de Voltaje Directo, si aplica)
• LOT No (Número de Lote de Fabricación para trazabilidad)

5. Directrices de Soldadura y Montaje

El cumplimiento de estas directrices es esencial para lograr soldaduras fiables sin dañar el LED.

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con procesos de reflujo por infrarrojos y fase de vapor. Se proporciona un perfil de reflujo sin plomo recomendado:

• Precalentamiento:Rampa desde ambiente a 150-200°C durante 60-120 segundos.
• Remojo/Preflujo:Mantener entre 150-200°C.
• Reflujo:Rampa rápida a una velocidad máxima de 3°C/seg hasta la temperatura máxima.
• Temperatura Máxima:Máximo de 260°C, mantenida por encima de 217°C durante 60-150 segundos, y por encima de 255°C durante un máximo de 30 segundos. El tiempo a 260°C no debe exceder los 10 segundos.
• Enfriamiento:Enfriar a una velocidad máxima de 6°C/seg.

Nota Crítica:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo ensamblaje de LED.

5.2 Instrucciones para Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado:

• Usar un soldador con una temperatura de punta que no exceda los 350°C.
• Aplicar calor a cada terminal durante un máximo de 3 segundos.
• Usar un soldador con una potencia nominal de 25W o menos.
• Permitir un intervalo de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal para evitar la acumulación de calor.
• Evitar poner tensión mecánica en el LED durante o después de la soldadura.

5.3 Retrabajo y Reparación

Se desaconseja firmemente la reparación después de la soldadura. Si es absolutamente inevitable, se debe usar un soldador especializado de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente, permitiendo la remoción sin un estrés torsional excesivo en las soldaduras. El potencial de daño es alto y no se pueden garantizar las características del LED después del retrabajo.

6. Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Como dispositivo sensible a la humedad, se deben seguir estrictos protocolos de almacenamiento para prevenir el "efecto palomita" o la delaminación interna durante el reflujo.

• Bolsa Sin Abrir:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa.
• Vida Útil en Planta (Floor Life):Una vez abierta la bolsa impermeable, los LEDs deben usarse dentro de168 horas (7 días).
• Reembolsado:Si no se usan dentro de la vida útil en planta, las piezas no utilizadas deben volver a sellarse en una bolsa impermeable con desecante nuevo.
• Secado (Baking):Si el indicador de humedad muestra exposición excesiva a la humedad o se excede la vida útil en planta, los LEDs deben secarse a 60 ±5°C durante 24 horas antes de su uso para eliminar la humedad.

7. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

7.1 La Limitación de Corriente es Obligatoria

La hoja de datos advierte explícitamente:"El cliente debe aplicar resistencias para protección, de lo contrario un ligero cambio de voltaje causará un gran cambio de corriente (ocurrirá quemado)."Los LEDs exhiben una relación V-I no lineal y exponencial. Un pequeño aumento en el voltaje directo más allá del valor típico puede conducir a un aumento muy grande, potencialmente destructivo, de la corriente. Una resistencia limitadora de corriente externa o un circuito de accionamiento de corriente constante es absolutamente esencial para una operación fiable.

7.2 Gestión Térmica

Aunque el paquete tiene una clasificación de disipación de potencia de 95mW, una gestión térmica efectiva es clave para mantener el rendimiento y la longevidad. Operar en o cerca de la corriente directa máxima (25mA) generará calor. Los diseñadores deben asegurar un área de cobre en el PCB adecuada (almohadillas de alivio térmico) para ayudar a disipar el calor, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se agrupan múltiples LEDs.

7.3 Restricciones de Aplicación

La hoja de datos incluye un descargo de responsabilidad claro respecto a aplicaciones de alta fiabilidad. Este producto está destinado a uso comercial e industrial general. Se establece explícitamente que puede no ser adecuado para aplicaciones que requieren una fiabilidad ultra alta, tales como:

• Sistemas Militares/Aeroespaciales
• Sistemas de Seguridad/Seguridad Automotriz (ej., controles de airbag, luces de freno)
• Equipos Médicos de Soporte Vital

Para tales aplicaciones, se deben obtener componentes con diferentes calificaciones y especificaciones.

8. Cumplimiento Ambiental y Normativo

El producto está diseñado para cumplir con varios estándares ambientales internacionales clave:

• Cumple con RoHS:El producto está libre de sustancias peligrosas restringidas según la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas de la UE.
• Sin Plomo:Las terminaciones y el proceso de soldadura están libres de plomo.
• Cumple con REACH de la UE:Se adhiere al reglamento de Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas.
• Libre de Halógenos:Cumple con los requisitos libres de halógenos, conteniendo menos de 900 ppm de Bromo (Br), menos de 900 ppm de Cloro (Cl), y una suma de Br+Cl menor a 1500 ppm.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El 25-21/GHC-YSU/2A se diferencia dentro del mercado de LEDs SMD a través de varios atributos clave:

• Tamaño del Paquete:La huella de 2.5x2.1mm es un tamaño común pero eficiente, equilibrando la salida de luz con el espacio en la placa. Es más pequeño que los LEDs tradicionales de orificio pasante de 3mm y 5mm, permitiendo diseños modernos miniaturizados.
• Tecnología de Material:Utilizando un chip de InGaN (Nitruro de Galio e Indio), produce un color verde brillante. La tecnología InGaN es conocida por su eficiencia y capacidad para producir luz de longitud de onda más corta (azul, verde, blanco) en comparación con tecnologías más antiguas como AlGaAs (rojo).
• Rendimiento Óptico:Con una intensidad luminosa de hasta 715 mcd y un ángulo de visión de 60 grados, ofrece un buen equilibrio entre brillo y dispersión del haz para funciones tanto de indicación como de retroiluminación.
• Robustez:La inclusión de protección ESD básica (150V HBM) y un amplio rango de temperatura de operación (-40°C a +85°C) proporciona un grado de robustez adecuado para muchos entornos no críticos.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Qué valor de resistencia debo usar para alimentar este LED a 20mA desde una fuente de 5V?

R: Usando la Ley de Ohm (R = (V_fuente- V_F) / I_F) y el V_Ftípico de 3.5V: R = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75 Ohmios. Una resistencia estándar de 75Ω o 82Ω sería apropiada. Siempre calcule usando el V_Fmáximo (4.3V) para asegurar que la corriente no exceda los límites en las peores condiciones.

P: ¿Puedo usar este LED para aplicaciones exteriores?

R: El rango de temperatura de operación de -40°C a +85°C sugiere que puede soportar una amplia gama de condiciones ambientales. Sin embargo, la hoja de datos no especifica una clasificación de Protección contra Ingestión (IP) para el paquete en sí. Para uso exterior, es probable que el LED necesite protección contra la exposición directa al agua y contaminantes mediante la carcasa del producto final o un recubrimiento conformado en el PCB.

P: La etiqueta muestra CAT="T" y HUE="YY". ¿Qué significa esto?

R: Esto significa que los LEDs en ese carrete son del Grupo de Intensidad Luminosa T (285-450 mcd) y del Subgrupo de Longitud de Onda Dominante YY (525-530 nm dentro del Grupo Y). Esta información es crucial para garantizar la consistencia de brillo y color en su serie de producción.

P: ¿Por qué son tan críticos el almacenamiento y la vida útil en planta?

R: La resina plástica (encapsulante) del paquete SMD puede absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna. Esto puede hacer que el paquete se agriete ("efecto palomita") o se delimine internamente, lo que lleva a un fallo inmediato o a una fiabilidad a largo plazo reducida.